【正文】 措施來降低發(fā)電成本: DC/DC 轉(zhuǎn)換裝置實現(xiàn)最大功率跟蹤，以使光伏電池工作于最大輸出功率點上，獲得高效功率輸出。提高光伏發(fā)電效率、降低成本必須選擇以下一種或多種途徑:。特別是那些使用資源有限的化石燃料發(fā)電的地區(qū)，這更是當(dāng)務(wù)之急。并網(wǎng)型逆變器是影響和決定整個系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定、安全、可靠、高效地運行的一個主要因素，同時也是影響整個系統(tǒng)使用壽命的主要因素。由于本系統(tǒng)本身不帶蓄電池，成本較低，體積較小，適合推廣應(yīng)用，目前我國大力發(fā)展此種并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 圖 14 并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 本課題所做的工作通過以上分析，可以認(rèn)識到目前利用可再生能源代替化石燃料是當(dāng)務(wù)之急。圖 13 獨立運行光伏發(fā)電系統(tǒng)在有公用電網(wǎng)的地區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以同電網(wǎng)連接，這要求逆變器具有同電網(wǎng)連接的功能，其結(jié)構(gòu)見圖 14，并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)可以省去蓄電池而將電網(wǎng)作為自己的儲能單元，當(dāng)日照很強(qiáng)時，系統(tǒng)將所發(fā)的多余電力回饋入武漢科技學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(論文)7電網(wǎng)，而當(dāng)需要用電時再從電網(wǎng)輸出電力。1. 獨立運行光伏發(fā)電系統(tǒng) 獨立運行光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 13 示，在獨立運行系統(tǒng)中，蓄電池作為儲能單元一般是不可以少的，它將由日照時發(fā)出的剩余的電能儲存起來供日照不足或沒有日照時使用。實際應(yīng)用中的光伏發(fā)電系統(tǒng)因?qū)ο蟮牟煌?，會比這個典型的結(jié)構(gòu)多出或省武漢科技學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(論文)6略某個部分，但大體上都是從這個典型結(jié)構(gòu)中演變而來的。 光伏電池陣列所發(fā)出的電能為直流電，但是大多數(shù)用電設(shè)備以交流供電方式為主，所以系統(tǒng)中需要逆變單元將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供負(fù)載使用，逆變器的效率將直接影響到整個系統(tǒng)的效率，因此光伏系統(tǒng)逆變器的控制技術(shù)具有重要的研究意義。為了獲得足夠大的發(fā)電量，需要將單體光伏電池連接成電池組件，再由電池組件組合連接成為太陽能光伏陣列。 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的典型框圖見 12，其主要由以下四部分構(gòu)成：光伏陣列直流控制系統(tǒng)逆變器 負(fù)載儲能系統(tǒng)圖 12 光伏發(fā)電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)框圖光伏電池是組成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最基本的單位。北京申辦 2022 年奧運成功，提出了“綠色奧運、人文奧運、科技奧運”的指導(dǎo)思想。隨著《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約國簽訂的《京都議定書》在 2022年 2 月 16 日正式生效，簽署的國家已達(dá) 185 個。這大大刺激了光伏工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)建起了幾條太陽能電池的封裝線，使我國太陽能電池組件的年生產(chǎn)能力迅速達(dá)到 100MWP(組件封裝能力)，2022 年當(dāng)年銷售量為 20MWP。2022 年，原國家計委啟動了“西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計劃”，即“送電到鄉(xiāng)”工程，通過光伏和小型風(fēng)力發(fā)電的方式，最終解決了西部七省區(qū)(西藏、新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙、陜西和四川近 800 個無電鄉(xiāng)的用電問題，光伏組件用量達(dá)到 ，風(fēng)力發(fā)電機(jī) 840KWp。太陽能電池己不再僅僅用于小功率電源系統(tǒng)，而開始廣泛用于通信、交通、石油、農(nóng)村電氣化、民用產(chǎn)品等各個領(lǐng)域，光伏發(fā)電不但列入到國家的攻關(guān)計劃，而且列入到國家的電力建設(shè)計劃，同時也在一些重大工程項目中得到采用，如國家計委的“光明工程”、電力部的西藏?zé)o電縣建設(shè)計劃、西藏阿里光電計劃、林業(yè)部的森林防火通信工程、郵電部的光纜工程、石油部的管道陰極保護(hù)工程、廣電部的村村通工程等。在“六五”(1981 一 1985)和“七五”(1986 一1990)期間，國家開始對光伏工業(yè)和光伏市場的發(fā)展給以支持，中央和地方政府武漢科技學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(論文)4在光伏領(lǐng)域投入了一定資金，使得我國十分弱小的太陽能電池工業(yè)得到了鞏固并在許多應(yīng)用領(lǐng)域建立了示范，如微波中繼站、部隊通信系統(tǒng)、水閘和石油管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)、農(nóng)村載波電話系統(tǒng)、小型戶用系統(tǒng)和村莊供電系統(tǒng)等。我國的光伏工業(yè)在 80 年代以前尚處于雛形，太陽能電池的年產(chǎn)量一直徘徊在IOKW 以下，價格也很昂貴。我國于 1958 年開始研究太陽能電池，于 1971 年首次成功地應(yīng)用于我國發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星上。1999 年世界光伏電池總產(chǎn)量為 202MW, 2022 年增為 375MW，隨著美國“百萬個太陽屋頂計劃”、“歐洲可再生能源白皮書”和“日本新陽光計劃“的實施，到 2022 年世界光伏電池容量將達(dá) 20220MW。表 11 為光伏發(fā)電與電網(wǎng)供電的比較，可以看出光伏發(fā)電價格還比較高，但維修費用很少，隨著發(fā)電價格的下降，其優(yōu)勢將逐漸體現(xiàn)出來。lOMW。最小的太陽能成套設(shè)備發(fā)電出力為 150W，包括安裝費在內(nèi)的零售價是290 美元，占澳大利亞普通家庭每年耗電量的 5%，每年可減少溫室氣體排放350kg。單晶硅和名晶硅電池繼續(xù)占據(jù)光伏市場的主導(dǎo)地位。光伏發(fā)電市場發(fā)展的另一個特點是光伏聯(lián)網(wǎng)市場增長迅猛。此外，維修量小是光伏發(fā)電系統(tǒng)的另一個優(yōu)點。這種市場的主要特點是能源需求量小，因此無論是通過擴(kuò)展電網(wǎng)，還是利用柴油發(fā)電機(jī)，所提供的常規(guī)電力的價格都很高。光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用可根據(jù)用戶情況分成三大類:專業(yè)性應(yīng)用、家電設(shè)備方面的應(yīng)用和農(nóng)村應(yīng)用。(5)無論規(guī)模大小，其發(fā)電效率幾乎是相同的。(3)輕便，易安裝維護(hù)。而光伏發(fā)電可以把太陽能轉(zhuǎn)換為當(dāng)今最普遍的能源利用形式一電能，從而具有熱利用不可比擬的優(yōu)勢，光伏發(fā)電系統(tǒng)與其他發(fā)電系統(tǒng)相比具有許多優(yōu)點:(1)它的能源取之不盡用之不竭，而且清潔無污染。到 2022 年底，全國太陽熱水器使用量為5200 萬平方米，約占全球使用量的 40%，年生產(chǎn)量為 1200 萬平方米。到 2022 年底，中國太陽能光伏系統(tǒng)累計安裝量約達(dá)到了 55 兆瓦，主要為邊遠(yuǎn)地區(qū)居民及交通、通訊等領(lǐng)域提供電力，現(xiàn)在己開始進(jìn)行并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的試驗和示范工作。因此可充分利用當(dāng)?shù)刎S富的太陽能資源，采用太陽光發(fā)電技術(shù)，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，提高人民生活水平。與同緯度的其它國家相比，和美國類似，比歐洲、日本優(yōu)越得多。全國各地的年太陽輻射總量為 9282333kWh/㎡，中值為 1626kWh/㎡。我國地處北半球，土地遼闊，幅員廣大，國土總面積達(dá) 960 萬平方公里。由于能源需求的強(qiáng)勁增長，煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中的比例有所提高，比 2022 年提高 1 個百分點。2022 年能源消費總量約為 億噸，比 2022 年增長 13%，其中:煤炭占%,石油占 %、天然氣占 %、水電等占 %。德國新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價，大大推動了光伏市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國家。經(jīng)過三十多年的不斷改進(jìn)與發(fā)展，目前己經(jīng)形成一套完整而成熟的技術(shù)，隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，世界各國都在大力鼓勵太陽能光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這項技術(shù)由美國貝爾實驗室于上世紀(jì)五十年代初研究成功，最初僅用于航天等高科技領(lǐng)域。因此自然能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用受到越來越普遍的重視，潔凈廉價的太陽能正適合于作為可再生的替代能源。隨著化石能源的減少，其價格也會提高，這將會嚴(yán)重制約生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高。 DSPVII目 錄1 緒論 ................................................1 光伏系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展前景 ................................1 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述 ......................................5 本課題所做的工作 ......................................72. 單相光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理及總體設(shè)計 .............8 光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理 ..............................8 光伏并網(wǎng)逆變器的總體設(shè)計 ............................9 單相光伏并網(wǎng)逆變器的基本結(jié)構(gòu) ........................9 硬件設(shè)計中的各部分介紹 ..............................9 控制電路設(shè)計 .......................................11 逆變部分的主回路設(shè)計 ...............................13 CPU 控制芯片的選擇 ...................................14 DSP 技術(shù)概括 .......................................14 DSP 芯片特點 .......................................15 TMS320LF2407 型 DSP 芯片的性能簡介 ..................163. 最大功率跟蹤及其實現(xiàn) ..............................17 最大功率跟蹤的常用方法 ...............................18 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的最大功率跟蹤 .........................21 DC/DC 變換器控制方案 ...............................21VIII 最大功率跟蹤的實現(xiàn) .................................224. 單相光伏并網(wǎng)逆變器控制及實現(xiàn) ......................23 DC/AC 逆變器控制方案 .................................23 電壓相量圖及其分析 .................................23 控制單元框圖結(jié)構(gòu) ...................................25 軟件設(shè)計與實現(xiàn) .......................................26 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 ...................................26 系統(tǒng)主程序流程圖 ...................................27 SPWM 波的實現(xiàn)方法 ..................................28 主要元器件選擇與試驗波形 ...........................315. 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的“孤島效應(yīng)”分析 ....................32 孤島效應(yīng)的產(chǎn)生及危害 .................................32 光伏系統(tǒng)孤島效應(yīng)的特點 ...............................33 孤島監(jiān)測和系統(tǒng)保護(hù)方法 ...............................336. 總結(jié)與展望 ........................................35 總結(jié) .................................................35 展望 .................................................37參考文獻(xiàn) .............................................38英文資料................................ ............42中文翻譯........ ....................................47致謝..................... ...........................52武漢科技學(xué)院 2022 屆畢業(yè)設(shè)計(論文)11 緒論 光伏系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展前景隨著社會生產(chǎn)的日益發(fā)展，對能源的需求量在不斷增長，全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)也日益突出。 PV inverter。 when the sunlight is not sufficient or the light volt electricity amount can not meet the demand, the control section can automatically adjust it, and the city electricity Vcan supplement. This system is mainly used for transmission line adjusting peak power plant and the rooftop light volt system.The core technology of the light volt incorporation system is incorporation inverse transformation. In this article the singlephase incorporation inversion hardware is constructed and designed. It provides the main circuit of the hardware and analyzes the functions of each part and chooses the DSP chip TMS320F2812 of TI Company as the control CPU, and elaborates the characteristic of the chip and the reason of choosing it. It also makes a research in the control of i